发展汽车芯片 打赢汽车智能化下半场
当中国品牌汽车在国内稳稳占据半壁江山,当中国汽车海外出口超过德日成为世界第一,当中国新能源汽车产销规模全球最大,当中国动力电池企业组团海外建厂……中国从汽车大国走向汽车强国似乎指日可待。
然而,在本轮汽车革命的智能化下半场,“缺芯少魂”成了汽车强国道路上的拦路虎。在此背景下,芯片企业和汽车产业的协同发展,成为关键的关键。12月5-6日,以“共享中国机遇 共谋创新发展 共赢产业未来”为主题的2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛(以下简称“芯片大会”)在无锡举行。
本届芯片大会邀请了汽车和芯片两个领域的相关主管部门领导、院士专家、中外整车企业和芯片企业等高层,共商共议汽车芯片产业发展,共谋芯片企业与车企融合创新大计。
智能网联汽车大量需要汽车芯片
随着智能网联汽车的发展,汽车上的芯片数量越来越多,价值越来越高。在工业和信息化部装备工业一司副司长郭守刚看来,汽车是多技术集中应用、跨领域融合创新的重要载体,一辆车由2万多个大大小小的零部件组成,而占据空间最小的芯片则是汽车不可或缺的核心器件。随着汽车电动化、智能化、网联化等技术加速演进,芯片在汽车中的用量、价值和重要性日益提升,在未来汽车产业发展中也将发挥着越来越重要的作用。
中国电子信息产业发展研究院副院长王世江介绍,当前正处于全球半导体硅周期的下行阶段,但汽车芯片仍保持逆势增长,成为半导体增速最快的细分领域之一和整个半导体产业新的强劲增长点。
中国电子科技集团有限公司总监李海鹏表示,当前,中国新能源汽车正加速领跑全球、实现跨越赶超。顺应电动化、网联化、智能化、共享化“新四化”发展趋势,车内芯片数量不断增长,已成为智能网联汽车发展的重要基石,强力推动着现代汽车技术的变革方向。
“当今世界正经历百年未有之大变局,中国汽车产业在变革中,成为创新应用的引领者。过去5年,行业经历了转型的关键期,度过了市场的三连降,迎来了电动化、智能化的新曙光,新能源汽车成为增长的主要引擎,智能网联成为消费的新选择,引领着全球汽车的发展方向。”中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长付炳锋表示,今年产销量将创历史新高,但同时,挑战也接踵而至,尤其是在贸易保护主义抬头的背景下,汽车芯片就成为全球资源竞争的焦点。客观上说,新能源智能网联汽车对芯片的需求量大大增加,技术要求和计算能力也快速升级,原有的成熟品种不能满足功能要求,需要车企与芯片企业进行融合创新。在充分市场化的原则下,共同推动全球汽车行业的创新发展。
汽车芯片发展出现新要求新挑战
中电科芯片技术发展研究中心主任刘伦才介绍,汽车“新四化”加速芯片需求,汽车内半导体含量大幅提升,燃油车芯片需求约300-800颗芯片,新能源汽车约1500+颗芯片,新能源汽车单车芯片价值高达1000+美元,量价齐升。在汽车新势力创新迭代的情况下,芯片仿制替代已经无法满足自主发展需求。
因此,建立安全可控的自主汽车芯片产业已经刻不容缓。中国工程院院士倪光南建议:“开源创新是我国实现技术积累和取得技术突破的有效举措,是参与全球科技创新网络和科技治理的有效途径,我们要与世界协同,发展开源RISC-V基础软件和人才培养,推动开源RISC-V的生态繁荣, 推动全球芯片产业创新发展贡献中国智慧,中国方案,中国力量!”
在重庆长安汽车股份有限公司首席专家李伟看来。数字汽车将成为大型智能计算终端,能源储存单元、数据采集载体以及移动多功能空间。汽车也朝向架构标准化、系统高压化、功能服务化、智商和情商可进化的方向发展,这些属性也直接推动了芯片产业特别是车规级芯片产业的变革,总体呈现出应用量大、高集成、高算力、低损耗、高安全的特征。
具体来看,一是芯片用量增加,构筑起万亿级的产业链。车规级芯片现在已经成为全球半导体市场的三大应用产业之一,且需求量将达到行业增速的2倍以上,二是统型标准化,单品规模成倍增长,通过技术统型缩减了单车芯片型号数量,使得芯片向标准化、系列化发展,单品芯片数量规模有望实现倍增。三是功能集成化,芯片向多功能集成演进,例如通用型的MCU,一方面向多核高算力演进,另一方面向高集成度高性能高可靠性发展,为汽车使用场景提供新的机会和可能。四是功率芯片向高压进化,向低损耗发展。系统从12伏上升到48伏,同功率下所需电流更小,能耗损耗预计可以降低50%,续航里程预计会增长10%以上。平台从380伏上升到800伏,整车重量预计会减少20%,系统尺寸会缩小30%。五是高算力芯片是智能汽车演变和中央集成架构演变的必然需求,整车电子电器架构已从分散的多控制器、树状结构向软硬件、标准化、集中式的中央架构升级,并逐步演进为高算力的超级中央处理器模式,相应的芯片也从多芯片物理融合,最终发展为单芯片融合SOC的形态发展。
李伟认为,目前中国汽车芯片发展还面临一系列的挑战:一是现在芯片的逆全球化带来许多不确定因素;二是车规级芯片相较于消费电子在安全性、可靠性方面有更高的要求;三是芯片短缺还没有完全过去,共同应对的机制还没有建立起来;四是芯片企业在局部领域过度竞争,在个别领域竞争性不足。
芯片和汽车产业需加强沟通协同
过去,汽车芯片的发展存在产业协同的问题。“芯片企业当时认为汽车芯片要求高、批量小、效益低,所以不太愿意造国产汽车芯片。反过来,汽车企业又不敢用国产芯片,技术不成熟,弄得不好,产品出了问题,会产生极其严重的后果。另外是不好用,最后就到了不能用。所以它是双方沟通难和不协同所产生的结果。”中国工程院院士孙逢春表示。
如今,芯片企业已经看到了汽车芯片存在的巨大机遇,而整车企业也已经充分认识到了芯片安全可控的重要性,纷纷展开跨行业的合作。
以中国电科为例,其于2022年9月成立了中电科汽车芯片技术发展研究中心,统筹各相关成员单位资源,推进十大类汽车芯片、六大类汽车电子产品研发。在产业生态优化完善方面,结合市场所需,持续扩大“朋友圈”,与行业企业、专业机构、高校等加强战略协同,落实具体合作项目;推动各类创新资源集聚和要素支撑,开展全链条技术合作、项目攻关、人才培养;与一汽、长安分别共创共建“国家汽车智能技术创新中心”“智能汽车安全技术全国重点实验室”,集中力量开展前瞻布局,着力解决关键核心芯片和操作系统受制于人情况,满足以长安、一汽、东风、北汽、广汽、上汽、江淮、长城、比亚迪、吉利、奇瑞等为代表的整车企业发展需求,促推我国汽车产业健康可持续发展。
“随着新物种不断孵化和进化,传统汽车的产业链模式已经不能满足新产品新时代的发展需求,圈层分明的链条式结构要转向突破圈层,向网状结构发展。”李伟介绍,主机厂与芯片之间的合作将更加紧密,长安汽车与各芯片企业积极构建芯片铁三角合作模式,共建芯片先期池,与芯片厂家、Tier1三方联合开展芯片统型,推动芯片型号缩减46.6%,芯片厂家缩减25.1%,芯片的品类用量提升到2倍。
技术在革命,创新在持续,产业在转型,能量在聚集,相信在芯片和汽车两大产业的共同努力下,中国汽车芯片的短板会在本轮汽车革命中被补齐,中国也必将从汽车大国成长为汽车强国。